Eduardo Silva. O Sistema Cardiovascular pode ser divido da seguinte forma: (1) coração, considerado como uma bomba muscular; (2) circuito pulmonar, que leva sangue pobre em oxigênio aos pulmões e traz sangue oxigenado ao coração; e (3) circuito sistêmico, que leva sangue rico em oxigênio do coração para todas as partes do corpo, exceto os pulmões. Todo este transporte é feito por tubos ocos, as artérias e veias. Anatomia Funcional do Coração Na realidade, o coração é formado por duas bombas distintas: o “coração direito” e o “coração esquerdo”. Cada um desses “corações” possuí duas câmaras, chamadas de átrio e ventrículo. Fisiologia do Músculo Cardíaco Três tipos de músculos: atrial, ventricular e fibras especializadas excitatórias e condutoras. As duas primeiras são similares ao músculo esquelético, e as fibras especializadas formam um sistema excitatório para o coração. As fibras musculares cardíacas são muito parecidas com o músculo esquelético, exceto pelo entrelaçamento de suas fibras. O Coração como um Sincício O músculo cardíaco apresenta membranas celulares que separam fibras musculares cardíacas adjacentes: os discos intercalares. Eles formam uma rede que visa propagar o potencial de ação de uma fibra muscular à outra, no sentido longitudinal; O músculo cardíaco age como um sincício, ou seja, uma interligação de células musculares cardíacas que tem a propriedade de propagar um potencial de ação de uma fibra muscular para todas as demais; Por definição, um sincício é uma “massa de protoplasma multinucleada produzida por uma fusão de células”. Na verdade, o coração possui dois sincícios: o sincício atrial (paredes dos átrios) e o sincício ventricular (paredes dos ventrículos), interligados por um sistema especializado de condução, o feixe átrio-ventricular (feixe A-V). Esta presença dos dois sincícios é fundamental para a eficácia do bombeamento cardíaco. Os Nodos Cardíacos O Coração possui um sistema especializado para gerar e conduzir impulsos nervosos que promovem as contrações ritmadas dos músculos cardíacos: são os nodos e feixes cardíacos. Nodo sinusal ou sinoatrial (S-A) – gera o impulso rítmico normal; Vias internodais – conduz o impulso do nodo sinusal para o nodo atrioventricular; Nodo atrioventricular (A-V) – retarda o impulso vindo dos átrios para os ventrículos; Feixe A-V – conduz os impulsos dos átrios para os ventrículos; Feixes esquerdo e direito de Fibras de Purkinje – conduzem os impulsos para todas as partes dos ventrículos. O Ciclo Cardíaco Os batimentos cardíacos estão relacionados a um ciclo rítmico definido de contração – a sístole (gr. systolé – contração), e de relaxamento – a diástole (gr. diastolé – dilatação). Eventos: 1) Sístole Atrial O nodo sinusal é o local onde se origina o estímulo elétrico que inicia o ciclo cardíaco, propagando-se em 3 direções principais: Átrio direito, Átrio esquerdo e nó atrioventricular. Este processo, chamado de acoplamento excitaçãocontração, estabelece a relação entre a geração do potencial de ação e a contração das células miocárdicas. No eletrocardiograma, a ativação do átrio origina a onda P. Durante a sístole ventricular, os átrios se enchem de sangue. Com o início da diástole ventricular, as maiores pressões nos átrios abrem as valvas A-V, permitindo o fluxo de sangue para os ventrículos. Isto é feito em três tempos: A) Período de enchimento rápido dos ventrículos; B) Período de passagem direta de sangue das veias pulmonares para os átrios e destes para os ventrículos; C) Período de contração dos átrios (aprox. 25% do sangue). 2) Sístole Ventricular É o período em que o ventrículo se encontra em estado de contração. O volume de sangue ejetado constitui o volume sistólico. O registro desse fenômeno é mostrado no eletrocardiograma como o complexo QRS. É dividida em fases: a) Fase de Contração Ventricular Isovolumétrica b) Fase de Ejeção Ventricular Rápida c) Fase de Ejeção Ventricular Lenta a) Fase de Contração Ventricular Isovolumétrica Essa fase começa com o fechamento das valvas atrioventriculares e termina com o início da ejeção ventricular. Ocorre a contração dos ventrículos sem que esses se esvaziem. Com o aumento da pressão ventricular, as valvas A-V se fecham; porém, as valvas aórtica e pulmonar ainda estão fechadas. b) Fase de Ejeção Ventricular Rápida Quando as pressões ventriculares direita e esquerda se elevam acima de 8 mm Hg e 80 mm Hg, as valvas semilunares se abrem. Há, portanto, um rápido esvaziamento ventricular (cerca de 70% do sangue contido), que termina quando as pressões nos ventrículos e nas artérias que deles se originam alcançam os níveis mais elevados. c) Fase de Ejeção Ventricular Lenta Nesta fase, a pressão na aorta está maior do que no ventrículo esquerdo. Apesar disso, o sangue consegue ser ejetado, devido ao impulso criado pela massa de sangue ao ser ejetada do ventrículo, chamado de momentum. Com o fim da sístole, a pressão ventricular cai rapidamente (e alcança níveis inferiores aos da aorta) e, portanto, ocorre o fechamento da valva aórtica, pois o fluxo de sangue é invertido. A aorta consegue manter sua pressão elevada, mesmo sem a ejeção de sangue, devido à retração elástica de suas paredes. A ejeção e a sístole ventricular terminam com o fechamento das valvas semilunares. O eletrocardiograma durante a sístole ventricular a onda T – repolarização ventricular. 3) Diástole Ventricular É o período onde o ventrículo se encontra em estado de relaxamento. É divida em fases: a) Fase de Relaxamento Isovolumétrico b) Fase de Enchimento Ventricular Rápido c) Fase de Enchimento Ventricular Lento a) Fase de Relaxamento Isovolumétrico As valvas semilunares e as valvas atrioventriculares permanecem fechadas, sendo que nestas últimas, as pressões nos ventrículos se mantêm maior que as dos respectivos átrios. Assim que as pressões atingem valores inferiores às dos átrios correspondentes, acontece o fim dessa fase – momento em que as valvas atrioventriculares se abrem. b) Fase de Enchimento Ventricular Rápido Inicia-se com a abertura das valvas atrioventriculares, provocada pela pressão mais elevada nos átrios que nos ventrículos. Assim, o sangue flui rapidamente para o interior dos ventrículos, aumentando o volume destes. c) Fase de Enchimento Ventricular Lento Nessa fase ocorre uma redução do ritmo de enchimento do ventrículo. Há um lento e progressivo aumento das pressões dos átrios e ventrículos, até a contração atrial. Funções das Valvas Valvas Atrioventriculares – Valvas da Aorta e Pulmonar – Função _ Conceitos Cardíacos Funcionais Volume Sistólico – Frequência Cardíaca – Débito Cardíaco – Retorno Venoso – Volume Diastólico – Regulação do Batimento Cardíaco 1) Regulação Intrínseca É um mecanismo básico de bombeamento, em resposta às variações do volume de sangue que flui para o coração. a) Mecanismo de Frank-Starling b) Excitação das Fibras de Purkinje Mecanismo de Frank-Starling Esse mecanismo permite ao coração adaptar-se, dentro dos limites fisiológicos, a volumes variáveis de sangue que chegam a ele (retorno venoso) e a bombear todo o sangue sem permitir represamento deste nas veias. A idéia é: quanto mais o músculo cardíaco for distendido durante o enchimento, maior será a força de contração e, portanto, maior volume de sangue será ejetado (volume sistólico). Excitação das Fibras de Purkinje Também é um mecanismo adaptatório ao retorno venoso aumentado. Com as fibras musculares mais distendidas, as fibras de Purkinje também se distendem, o que as torna mais excitáveis. Desta forma, haverá um aumento na frequência de descarga rítmica de despolarização dessas fibras, o que provocará um aumento na Frequência Cardíaca. 2) Regulação Extrínseca É um mecanismo de regulação da atividade cardíaca pelo Sistemas Nervosos Autônomos Simpático e Parassimpático. a) SNA Simpático b) SNA Parassimpático (Vagal) SNA Simpático As fibras nervosas do SNA Simpático liberam noradrenalina, e a medula da glândula suprarenal libera adrenalina, além da noradrenalina. Estes mediadores químicos possuem uma função estimuladora da atividade do coração, tanto no que se refere à força de contração quanto na frequência cardíaca, ou seja, aumenta o débito cardíaco. SNA Parassimpático (Vagal) As fibras nervosas do SNA Parassimpático, representados pelos nervos vagos, liberam acetilcolina, com uma função depressora da atividade do coração, tanto no que se refere à força de contração quanto no aumento da frequência cardíaca, ou seja, diminui o débito cardíaco. Circulação Sistêmica Bombeado pelo coração, o sangue flui, por meio de uma vasta rede vascular, para suprir as necessidades de nossos tecidos. A cada sístole, um volume de sangue é bombeado para as artérias, volume este que encontra uma resistência ao fluxo, chamada de resistência vascular, que é devido ao atrito das moléculas e células sanguíneas contra as paredes dos vasos, que se afinam e ramificam cada vez mais. Para que vença esta resistência, o sangue deve ser bombeado com uma força tal que consiga vencer a resistência dos vasos sanguíneos. Desta forma, a pressão arterial sistólica é, em média, de 120 mmHg, e a pressão arterial diastólica é, em média, de 80 mmHg. Conforme avança a circulação sistêmica, a pressão cai até atingir 0 mmHg, no final das veias cavas. Na verdade, a diferença ou gradiente de pressão é o que impele o sangue através dos vasos. FLUXO SANGUÍNEO O fluxo sanguíneo é a quantidade de sangue que passa por um determinado ponto da circulação durante um período definido de tempo. Em nível tecidual, pode ser bastante variável, dependendo do tipo de tecido e do estado do metabolismo corporal. Por exemplo, os músculos esqueléticos apresentam pequena necessidade de sangue em repouso, que pode aumentar mais de 20 vezes no exercício intenso. Em termos globais, o fluxo sanguíneo normal é de 5000 ml./min. Relações entre Pressão, Fluxo e Resistência FLUXO = DIFERENÇA DE PRESSÃO / RESISTÊNCIA A resistência vascular Comprimento do Vaso: Quanto maior for o comprimento de um vaso, maior será a resistência ao fluxo sanguíneo através do próprio vaso. Diâmetro do Vaso: A resistência oferecida ao fluxo sanguíneo através de um vaso é inversamente proporcional à variação do diâmetro deste mesmo vaso, elevada à quarta potência. Viscosidade do Sangue: Existe cerca de 3 vezes mais resistência ao fluxo do sangue do que ao fluxo da água através de um vaso. O sangue de uma pessoa anêmica apresenta menor viscosidade e, conseqüentemente, um maior fluxo através de seus vasos. Isso pode facilmente ser verificado pela taquicardia constante que tais pessoas apresentam. Velocidade do Sangue: Quanto maior o diâmetro de um vaso, menor será a velocidade do sangue para que um mesmo fluxo ocorra através deste vaso. Regulação Metabólica, Humoral e Nervosa do Fluxo Sanguíneo Controle Agudo – se refere à alterações rápidas, nas arteríolas e capilares, em um prazo de segundos a minutos, de modo a manter um fluxo adequado de sangue ao tecido. Teoria Vasodilatadora - Quanto maior o metabolismo, ou quanto menor a disponibilidade de oxigênio ou outros nutrientes, maior a taxa de formação de uma substância vasodilatadora (adenosina, CO2, ácido lático, compostos de fostato de adenosina, íons potássio e hidrogênio). Teoria da Demanda de Oxigênio – ou teoria da demanda de nutrientes, que produziria nos músculos lisos que controlam os vasos uma menor taxa de contração, provocando por sua vez vasodilatação desses vasos. Hiperemia Reativa – quando o fluxo sangüíneo para um tecido é bloqueado durante segundos a horas, ao ser liberado, aumenta entre quatro a sete vezes o normal. Além disso, se o bloqueio durou alguns segundos, o fluxo aumenta por alguns segundos; se durou uma hora ou mais, o fluxo aumenta por várias horas. Hiperemia Ativa – quando o tecido se torna altamente ativo (exercício, aumento de secreção glandular, cérebro durante atividade mental aumentada), verifica-se um aumento na velocidade do fluxo sangüíneo pelos tecidos. Autoregulação do Fluxo Sangüíneo pela Pressão Arterial Aumentada A elevação da pressão arterial (PA) provoca aumento do fluxo sangüíneo, ocorrendo retorno aos níveis normais em menos de um minuto. Teoria Metabólica – ao aumentar a PA, o aumento do fluxo provoca o aumento excessivo das taxas de oxigênio e nutrientes, o que pode induzir a contração dos vasos sangüíneos. Teoria Miogênica – quando a PA aumentada distende o vaso, pode provocar a constricção vascular e redução do fluxo sangüíneo. Regras Gerais: Quanto maior o metabolismo de determinado tecido, maior seu fluxo sangüíneo. O fluxo sanguíneo para cada tecido é regulado no nível mínimo capaz de suprir as suas necessidades. Controle a Longo Prazo – se refere à alterações lentas, que podem durar dias, semanas ou meses. Proporciona um melhor controle, e pode surgir a partir do aumento/diminuição das dimensões físicas e do número de vasos sangüíneos. Alteração no Grau de Vascularização dos Tecidos se a PA diminui por semanas, as dimensões físicas e o número de vasos aumenta; por outro lado, se a PA aumenta por semanas, o número e dimensões dos vasos diminuem; se o metabolismo aumenta por período prolongado de tempo, a vascularização aumenta; se o metabolismo diminuir, a vascularização diminui. Angiogênese – crescimento de novos vasos sangüíneos, em resposta à presença de fatores angiogênicos, liberados por tecidos isquêmicos, tecidos em rápido crescimento e tecidos com alto metabolismo. Circulação Colateral – ocorre tanto no mecanismo agudo ou em longo prazo do fluxo sangüíneo, sendo geralmente uma resposta à obstrução de uma artéria ou veia, que interrompe o fluxo sangüíneo a um tecido. Nos minutos imediatos até a hora seguinte, e posteriormente, nas horas e dias subseqüentes, o fluxo sangüíneo praticamente normaliza. Regulação Humoral do Fluxo Sangüíneo a) Agentes Vasocontrictores: Norepinefrina e Epinefrina Angiotensina – Vasopressina – Endotelina – É por sua potente vasoconstricção que o sangramento de artérias com até 5mm de diâmetro é impedido. b) Agentes Vasodilatadores: Bradicinina – Serotonina – Histamina – Prostaglandinas – Regulação Neural do Fluxo Sanguíneo